當前,城市地下管線、地下通道、地下公共停車場等市政基礎設施仍存在底數不清、統籌協調不夠、運行管理不到位等問題,城市道路塌陷等事故時有發生,其本質是城市地下空間高強度開發與地下空間粗放管理之間的矛盾。在推進新城建過程中,杭州市加強城市地下市政基礎設施建設,運用數字孿生和城市信息模型技術,建設地下隱患智防系統,以數字化手段化解開發與管理的矛盾。
借助CIM基礎平臺 地下空間底數清情況明
杭州市以數字孿生理念和方法為指引,解決地下隱患看不見、復雜體、危險體、缺乏系統性和預見性的問題。利用杭州市CIM(城市信息模型)基礎平臺已有成果,增量開發、迭代升級,構建城市地下隱患智防多跨場景。注重靜態數據和動態數據相結合,形成地下家底“一張圖”,通過分析算法評估路面塌陷風險,分級分類指導防治工作,重塑城市地下市政設施建設管理的體制機制,解決地下隱患防治難題。
底數清,勾勒地下空間三維底圖。利用城市數據模型,匯集住房和城鄉建設、規資、交警、城管、管線單位、地鐵等部門信息要素,對地質條件、道路條件、深基坑、地下管線、重載車規定線路等靜態數據,以及探地雷達、地鐵盾構作業傳感器等動態監測數據分門別類進行標準化加工,形成三維透明的地下家底“一張圖”。據了解,數據匯集最初以武林門區域、錢江新城核心區、亞運村及平瀾路為試驗區域約13.5平方公里,當前正向杭州市10個區的建成區推廣建設,現已初步覆蓋10區建成區約109.5平方公里范圍。除此之外,匯集的基礎數據種類不斷拓展,由最初14種增加到19種,已匯聚109.5平方公里范圍內地質體三維模型和實景三維模型、432個在建基坑工程、5889公里各類管線、1693公里重型車輛行駛路線、4100公里城管已檢測道路和2822個掃描發現病害體數據、137處地鐵站點及區間段外輪廓三維模型、56處地下停車場和19處地下隧道等。匯集的數據從地質條件、深基坑、地下管線等靜態數據,逐步建立地鐵盾構施工、道路病害提前防治、物聯感知設備等動態數據接入及更新機制。
判斷準,建立綜合風險分析模型。杭州市邀請中科院巖土所和浙江大學專業團隊,在地面塌陷作用機理和過程理論研究結合現場監測實踐反復推演的基礎上,歸集提取多個地下隱患影響因子(涵蓋地質土層類型和厚度、道路病害體、地下管線的使用年限和材質、基坑/盾構施工等人工擾動因素、道路重載車輛荷載等),研發路面塌陷綜合風險分析算法模型,計算得出路面風險指數,并通過紅、黃、綠標簽化的形式標識出高、中、低風險,直觀展示為全市路面塌陷風險“一張圖”。
能指揮,重塑跨部門聯防聯控機制。根據路面塌陷風險“一張圖”,建立“橫向到邊、縱向到底”的地下空間安全隱患協同機制,橫向整合住房和城鄉建設、規資等行業部門,城投、地鐵等建設單位,動態監測隱患部位;縱向與區縣市、屬地建立風險標識信息及預案即時聯動推送和隱患監管處置情況反饋機制。
針對中高風險路段,制定結構化防治清單,建立不同風險因素和風險程度下“橫向到邊、縱向到底”的多部門協同處置流程。
針對紅色高風險區域,杭州市城鄉建設委員會牽頭開展處置工作。建設部門組織深基坑施工方案專家審查,對在建項目進行工程現狀的安全評估,加密巡查監管頻次,對嚴重隱患點位安裝感應設備,指導落實隱患排除措施。城管部門對疏松區域加密觀測,存在脫空、空洞隱患的及時消除。管線業主單位對管網進行結構性監測,定期跟蹤。交警部門配合城管部門嚴格超限車輛通行管理等。
現如今,各隱患監管和處置責任主體單位工作人員可通過浙政釘“數字杭州”已上線的隱患處置業務管理系統,開展閉環處置情況填報、措施跟蹤落實工作。目前十城區109.5平方公里試點區域,均已試運行閉環處置措施,涉及具體監管和處置措施467條,完成近1.8萬次閉環處置,累計分析處置124處高中風險點,其中77處高中風險已消除或降級,47處仍在監管和處置中,實現了地下隱患防治的機制重塑和協同“智”治。
路面塌陷防治研究升級 促進平臺系統效能提升
杭州市通過數字化手段對地下隱患防治的實踐,升級路面塌陷防治的科學研究,不斷優化分析算法,迭代風險評估模型。同時,將數字化科研成果持續反饋用于實際防治工作的指導。
隨著平臺系統開發和評估算法研究的持續推進,城市地下隱患智防應用體系初步完成當前數據覆蓋區域內的系列空間專題庫、主題圖層及風險評估算法工具箱設置,能基于階段性深化的綜合評估分析模型,分析評估路面塌陷風險,同步生成路面塌陷風險圖?;谠u估分析后的結果,系統會將風險等級、風險因素與風險因素相關的處置預案推送給屬地和處置責任主體。在目前發現隱患的試點區域已啟動試運行閉環處置措施。在浙江省政務辦公統一入口浙政釘的“數字杭州”已上線城市地下隱患處置業務管理系統,基本實現了風險評估分析、評估結果推送、各單位監管和處置措施完成情況填報。
與浙江省城市運行安全智慧監管平臺共建。浙江省城市運行安全智慧監管平臺建設是浙江省住房和城鄉建設廳數字化改革的重要內容,建設內容主要包括燃氣安全、供水安全、城市內澇、路面塌陷預防、管線(管廊)綜合管理等7大場景,計劃2022年年底前上線。監管平臺分為省市區三級,采取三級共建的形式進行,杭州市是全省示范試點區域,要求基于杭州市CIM基礎平臺建立市級城市運行綜合應用平臺總體框架,開展場景試點建設,對接落實7大場景。浙江省住房和城鄉建設廳計劃將橋梁安全監管、路面塌陷預防兩大場景充分利用杭州市現有系統,杭州市參與橋梁安全監管、路面塌陷預防、地下管線綜合管控三大場景建設。
與浙江省地下市政基礎設施普查工作共享共用。浙江省地下市政基礎設施普查工作正在進行,杭州市城鄉建設委員會積極與相關部門共同推進雙方數據標準的銜接和統一,并發布相關普查標準和規范,開展高效統籌和數據成果共享共用。以杭州市臨平區為例,這里最突出的地下隱患不是路面塌陷,而是城市內澇、污水管堵塞、井蓋泵站
監控等精細化管理問題。對此,臨平區依托地下隱患智防系統的數據底座,接入管線、物聯感知數據等,快速搭建“地下管網數字化生態系統”,為管線植入IC芯片形成“身份證”,打造基層管網養護閉環。在提高區域治理能力的同時,也豐富了市級系統的基礎數據。